教育信息化背景下智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

摘　要：當(dāng)前，教育信息化進(jìn)程不斷推進(jìn)，我國各大高校信息化在未來的主要發(fā)展方向就是智慧校園。目前，大部分高校正處于由“數(shù)字校園”向“智慧校園”轉(zhuǎn)型的過渡期，數(shù)字校園已初步完成了教育信息大跨越，高校教育資源信息的集成與整合也已初步實(shí)現(xiàn)。但大部分高校數(shù)字化校園的建設(shè)仍處于完善與發(fā)展階段，在對用戶的服務(wù)上，存在著支撐能力較弱、缺乏深入的應(yīng)用融合等弊端，對高校教育信息資源的傳播與分享造成了較大影響，在一定程度上阻礙了各高校信息化發(fā)展。針對以上弊端，智慧校園應(yīng)運(yùn)而生，為高校的教育信息化發(fā)展帶來了活力與轉(zhuǎn)機(jī)。該文對云計算等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校智慧校園當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，說明智慧校園在高校師生及教職員工的校園學(xué)習(xí)與工作中的應(yīng)用優(yōu)勢，展望智慧校園在未來的發(fā)展前景。

　　關(guān)鍵詞：教育信息化;智慧校園;云計算;物聯(lián)網(wǎng)

　　教育信息化經(jīng)過近年來的不斷發(fā)展與演變，衍生并積累了許多新情況與新問題，外部環(huán)境的發(fā)展與演進(jìn)越發(fā)活躍，一些新理念和新技術(shù)也隨之涌現(xiàn)出來。當(dāng)前的教育信息化在發(fā)展過程中已將社交化、個性化、開放化、智能化等特點(diǎn)較為清晰的呈現(xiàn)出來。數(shù)字校園為智慧校園所替代也成為當(dāng)前教育信息化發(fā)展的主要趨勢。

　　1 智慧校園及其特征

　　智慧校園這一概念的產(chǎn)生晚于智慧城市與數(shù)字校園，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、社交網(wǎng)絡(luò)與移動技術(shù)等新興技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為智慧校園的產(chǎn)生創(chuàng)造了較多的實(shí)現(xiàn)手段與良好的外部環(huán)境。智慧校園的建設(shè)理念是“以服務(wù)為核心，以管理為支撐”，能夠完成科學(xué)決策、管路邏輯、信息交換、資源組織、智能感知等工作。其終極目標(biāo)就是通過與高校校園活動進(jìn)行“深度融合”，為用戶提供良好的服務(wù)。從根本上來看，智慧校園應(yīng)用于校園信息化建設(shè)更受到校園管理部門的青睞，就目前的實(shí)際需求情況來看，有效建設(shè)智慧校園不應(yīng)只對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，而應(yīng)該對更多的新技術(shù)加以應(yīng)用與融合，從而對應(yīng)用與服務(wù)進(jìn)行有效的突出。從高效的信息化建設(shè)目標(biāo)來看，智慧校園在實(shí)質(zhì)上是對“以人為本”的理念的繼承與發(fā)展創(chuàng)新。

　　智慧校園的內(nèi)涵形象化、具體化的實(shí)現(xiàn)形成了其基本特征，主要包括以下幾點(diǎn)：

　　(1)能夠較為靈敏的對現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的人或事物進(jìn)行感知，然后依據(jù)建立好的模型，較為準(zhǔn)確地預(yù)測出服務(wù)對象的一般規(guī)律和發(fā)展趨勢。

　　(2)通過對高速多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系加以應(yīng)用，來實(shí)現(xiàn)及時傳遞各類數(shù)據(jù)與消息的目的，最大程度的消除時空的限制。

　　(3)最大程度的對信息化平臺進(jìn)行有效整合與集約化利用，從而充分體現(xiàn)出信息資源的優(yōu)化存儲與良好組織。

　　(4)以“大數(shù)據(jù)”理念為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息資源的推薦與挖掘，并由此實(shí)現(xiàn)智能化的決策與管理。

　　(5)真正意義上建設(shè)起開放的、多維度的學(xué)習(xí)空間與科研空間，并將進(jìn)一步建立具備有利于多模式的學(xué)習(xí)環(huán)境與科研環(huán)境作為下一階段的發(fā)展目標(biāo)。

　　2 智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)

　　2.1 環(huán)境感知與物聯(lián)網(wǎng)

　　目前傳遞物聯(lián)網(wǎng)信息的主要平臺依舊是網(wǎng)絡(luò)，但物聯(lián)網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)終端增加了一些信息感知與處理功能。感知技術(shù)一般包括激光掃描、紅外感應(yīng)與視頻監(jiān)控。與傳統(tǒng)意義上的人到終端的網(wǎng)絡(luò)所不同的是，物聯(lián)網(wǎng)可以有效實(shí)現(xiàn)人與人、物與物之間的定位、結(jié)合識別、管理、監(jiān)控功能為一體，充分提現(xiàn)智慧校園特有的“智能化”優(yōu)勢。

　　2.2 云平臺對教育資源的組織與整合

　　通過將教育教學(xué)資源與云平臺進(jìn)行有機(jī)整合，更有利于實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)資源的整合與共享，從而實(shí)現(xiàn)教育資源分布不均、更新速度慢、共享難度大等問題的有效解決，更好的實(shí)現(xiàn)教育資源的均衡化發(fā)展。以往的數(shù)字校園的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)教育資源的初步整合與靜態(tài)組織，往往會受到平臺限制作用的影響，資源整合更多的表現(xiàn)為物理儲存，但資源本身對邏輯上的關(guān)聯(lián)性的體現(xiàn)較為缺乏。

　　2.3 移動互聯(lián)與應(yīng)用

　　移動互聯(lián)技術(shù)從本質(zhì)上來說主要包括自組織網(wǎng)、4G、Wifi等接入技術(shù)，而移動互聯(lián)可以有效突破高校校園中網(wǎng)絡(luò)接入時受到的有線網(wǎng)絡(luò)的限制，充分體現(xiàn)了智慧校園的“開放化”特征。同時，無線網(wǎng)絡(luò)支撐下的智慧校園移動互聯(lián)環(huán)境具有自身的優(yōu)勢，其特點(diǎn)主要擴(kuò)展、融合、高速、規(guī)模。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)所不同的是，移動網(wǎng)絡(luò)的接入終端還具有多樣化的特征。

　　2.4 學(xué)習(xí)協(xié)作及社交網(wǎng)絡(luò)

　　我們通常將社交網(wǎng)絡(luò)定義為社會化或具有社會性的一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是一種方便人際交往的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)手段，具有虛擬化的特征。當(dāng)前信息技術(shù)不斷發(fā)展的潮流之一就是社交網(wǎng)絡(luò)，它已經(jīng)成為了促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個關(guān)鍵性因素。與此同時，社交網(wǎng)絡(luò)還具有成本低廉、開放性強(qiáng)的優(yōu)勢，是高校大學(xué)生們展現(xiàn)個性、對社會實(shí)體關(guān)系進(jìn)行維系、表達(dá)利益訴求的首選方式之一。

　　從應(yīng)用涵蓋面上來看，智慧校園將數(shù)字校園的所有應(yīng)用都包含在內(nèi)的同時，還通過新技術(shù)的增加與融合實(shí)現(xiàn)為用戶提供個性化服務(wù)的目的，例如，學(xué)生可以通過智慧校園完成作業(yè)下載、網(wǎng)絡(luò)選課等基本操作，學(xué)?？梢砸罁?jù)課表對學(xué)生的上網(wǎng)時間與訪問內(nèi)容進(jìn)行限制。還可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析，與其他同學(xué)的相關(guān)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)相比較，按照教育學(xué)的基本原理，為學(xué)生創(chuàng)建有效的學(xué)習(xí)方案，并將具有針對性與系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)方案推送給學(xué)生。

　　從整體規(guī)劃上來看，智慧校園主要包括智能化設(shè)計學(xué)?；顒印€性化推送資源、決策輔助、展現(xiàn)決策的各項數(shù)據(jù)、移動使用各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)、建立數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺、融合學(xué)校各種數(shù)據(jù)等主要內(nèi)容。

　　從架構(gòu)上來看，其架構(gòu)與物聯(lián)網(wǎng)基本相似，但其決策層與數(shù)據(jù)層是物聯(lián)網(wǎng)所沒有的，具體可以分為決策層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層、通信層、感知層。

　　3 云計算與物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用前景

　　3.1 云計算在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用前景

　　云計算平臺在智慧校園當(dāng)中的應(yīng)用主要包括基礎(chǔ)設(shè)施、平臺、應(yīng)用三個層次。其中，基礎(chǔ)設(shè)施層又包括服務(wù)器、存儲系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等重要硬件部分。平臺能夠?yàn)橛脩籼峁┓?wù)器租用與虛擬硬件資源等服務(wù)，其中包括數(shù)據(jù)管理、用戶認(rèn)證與授權(quán)等。開發(fā)平臺及中間件、數(shù)據(jù)庫共同構(gòu)成其平臺服務(wù)系統(tǒng)。智慧校園的中心是軟件服務(wù)層，其所有的教育信息均存在于該層次。在未來的智慧校園建設(shè)過程中，云計算將會發(fā)揮不可小覷的作用，以學(xué)生實(shí)驗(yàn)為例，在整個教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)對于提高學(xué)生的自主操作能力、發(fā)現(xiàn)新領(lǐng)域、獲取新知識有著重要作用。但學(xué)校實(shí)驗(yàn)室不會每天開放，更無法為每個學(xué)生提供隨時做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，學(xué)生無法擁有屬于自己的實(shí)驗(yàn)室。針對這個問題，云計算平臺能夠利用資源共享與遠(yuǎn)程桌面的方法，為學(xué)校師生提供訪問云平臺的客戶端系統(tǒng)，使其體驗(yàn)到高速運(yùn)行與海量存儲的便利，從而為每位師生提供一個屬于自己虛擬實(shí)驗(yàn)室。在建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)室的環(huán)節(jié)中，需要首先建設(shè)好實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境，搭建出一個完整的虛擬化資源池，以自動化的方式對資源申請、監(jiān)控與回收進(jìn)行操作，學(xué)校師生可以隨時利用虛擬桌面遠(yuǎn)程訪問虛擬實(shí)驗(yàn)室。

　　3.2 物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用前景

　　智能感應(yīng)是物聯(lián)網(wǎng)最主要的特征及優(yōu)勢，智慧校園通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)W(xué)生安全、教學(xué)活動、教學(xué)資源、校園生活等進(jìn)行有效管理，有利于創(chuàng)建和諧、智能、便捷、高校的校園環(huán)境。而物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園當(dāng)中的應(yīng)用主要包括三個方面，分別是校園生活、教學(xué)管理與安全防衛(wèi)。其中，物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)揮教學(xué)管理的作用時，管理內(nèi)容主要包括智慧圖書館、自動考勤管理、智慧課程等;在校園生活方面，其作用機(jī)制主要包括智能浴室管理、智能宿舍管理、智能食堂管理;而在安全防衛(wèi)方面，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮的作用則更為重要，它能夠?yàn)樾@的安全防衛(wèi)提供技術(shù)支持，彌補(bǔ)了當(dāng)前校園中安全防衛(wèi)不足的弊端，通過傳感設(shè)備對學(xué)校情況進(jìn)行全方位的掌控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)安全問題時，設(shè)備能夠自動報警，有利于學(xué)校安保人員對安全隱患進(jìn)行及時處理。

　　4 結(jié)束語

　　教育信息化是一個廣泛而深刻的命題，在當(dāng)前的各所高校中受到廣泛關(guān)注，然而教育實(shí)現(xiàn)信息化并不是一蹴而就的，需要一個漫長的發(fā)展過程，并且在這個過程中，教育信息化遵循著一定的規(guī)律及路徑，階段性是其主要特征。相關(guān)研究認(rèn)為，初始、應(yīng)用、控制、結(jié)合、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)成熟是信息化發(fā)展的六個必經(jīng)階段。而教育信息化的進(jìn)程則包括起步、運(yùn)用、發(fā)展、創(chuàng)新四個主要階段，各個階段之間有著相互關(guān)聯(lián)、依次遞進(jìn)的關(guān)系，外部環(huán)境與實(shí)際需求的變化會使信息化持續(xù)推進(jìn)至更高階段，且各個階段之間不存在隔斷與超越現(xiàn)象，這是教育信息化發(fā)展的基本規(guī)律。

　　通過應(yīng)用云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)廣大師生的智慧校園有利于高校校園絢麗多彩的校園文化的創(chuàng)建，方便高校師生的生活、學(xué)習(xí)與工作。當(dāng)前正處于智慧校園的建設(shè)初期，在不久的將來，智慧校園會逐步取代數(shù)字校園，成為教育信息化發(fā)展的主要方向。

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　?。ㄖx立靖 作者單位：湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息中心）